초록 ▼

□ 연구 목표 및 내용
○ 최종 목표
Protonics 기반 세라믹 연료전지 (PCFC)의 공정기술 개발

○ 전체 내용
전체 연구기간 연구과제의 내용를 1000자 내외로 기재

○ 1단계
◎ 연구 목표
다공성 cermet 음극 기판 제작

◎ 연구 내용
● PCFC 음극 소재 선정
● Tape casting법에 의한 음극 지지체 제작
● Pore fore를 이용한 다공성의 음극 지지체 제작
● Dip coating 법을 이용하여 음극지지형 PCFC 단

□ 연구 목표 및 내용
○ 최종 목표
Protonics 기반 세라믹 연료전지 (PCFC)의 공정기술 개발

○ 전체 내용
전체 연구기간 연구과제의 내용를 1000자 내외로 기재

○ 1단계
◎ 연구 목표
다공성 cermet 음극 기판 제작

◎ 연구 내용
● PCFC 음극 소재 선정
● Tape casting법에 의한 음극 지지체 제작
● Pore fore를 이용한 다공성의 음극 지지체 제작
● Dip coating 법을 이용하여 음극지지형 PCFC 단전지 제작
● 구조적 최적화를 통한 음극지지형 PCFC 단전지 제작

○ 2단계
◎ 연구 목표
구조적 최적화를 통한 대면적 프로톤 전도성 연료전지 셀 제작

◎ 연구 내용
● 소성 가공 제어 공정 원천 핵심 기술 개발
● 전극/전해질 적층 및 소성 공정 제어 기술을 통한 대면적화 공정 기술 개발

□ 연구성과
본 연구에서는 500-600℃에서 높은 이온 전도성을 갖는 BaZr_0.4Ce_0.4Y_0.2O_3-δ(BZCY442)조성을 이용하여 음극지지체 PCFC 셀을 제작하였음. PCFC 셀 제작시 공정비 절감을 위하여 tape casting 기술을 적용하여 PCFC 셀을 제작하였으며 난소결성인 BZCY442의 성질 때문에 치밀한 전해질 막을 만들기 어려우나 Microwave sintering 기술을 이용하여 소결 시간을 줄이면서 치밀도를 높인 PCFC 셀을 제작하였음. 연료극 내의 적적할 기공을 위하여 PMMA를 이용한 음극지지체의 porosity 조절을 하였으며 PCFC 셀의 단전지 셀 성능 평가를 진행한 결과 음극내의 porosity가 증가할수록 셀 성능이 증가하는 경향을 보였으며 pore의 양이 증가 할수록 TPB 영역이 증가하면서 산화환원 반응이 원활하게 이루어진 것으로 예상됨.

□ 연구성과의 활용 계획 및 기대효과
고성능 PCFC는 600℃이하의 중저온에서 작동하기 때문에 기존 고체산화물 연료전지의 장점은 그대로 유지하면서 고온 열/기계적물성 확보 및 제한된 구성 소재 선택 등과 같은 제반 문제점을 해결할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 본 과제에서 제안된 PCFC 관련 전반적인 소재·공정기술은 개질기, 기체 분리막, 전해 분리막, 센서 등 폭 넓은 기후변화 대응 전기화학소자에 응용 가능한 공통 핵심 기술이다. 따라서 본 연구 과제에서 제안된 기술은 다양한 전기화학소자의 성능과 안정성 향상에 직접적으로 적용될 수 있을 것으로 예상된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 연구과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) 1차년도 : PCFC 음극 소재 선정 ... 4
• ２)２차년도: Tape casting법에 의한 음극 지지체 제작 ... 5
• 3) 3차년도 : Pore fore를 이용한 다공성의 음극 지지체 제작 ... 6
• 3. 연구과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 9
• 1) 연구수행 결과 ... 9
• 2) 목표 달성 수준 ... 10
• 4. 연구성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 10
• 5. 연구성과의 관리 및 활용 계획 ... 10
• 6. 다음 단계 연구계획 ... 10
• 1) 연구 목표 및 내용 ... 10
• 2) 연구 추진전략 ... 11
• 3) 연구 추진일정 및 기대성과 ... 12
• 4) 다음 단계 연구비 사용계획 ... 13
• 5) 연구 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 13
• 끝페이지 ... 29